基于單片機(jī)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)的資料

1、一、整流原理及相關(guān)資料：整流就是利用整流電路把交流電變成直流電的方式。整流整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒄?fù)變化的交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓的電路。在交流電源的作用下，整流二極管周期性地導(dǎo)通和截止，使負(fù)載得到脈動(dòng)直流電。在電源的正半周，二極管導(dǎo)通，使負(fù)載上的電流與電壓波形形狀完全相同；在電源電壓的負(fù)半周，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，承受電源負(fù)半周電壓，負(fù)載電壓幾乎為零。常用的整流電路有：（1）半波整流；（2）全波整流；（3）橋式整流。橋式整流 又分為單相橋式整流和三相橋式整流。二、濾波原理及相關(guān)資料：濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。是根據(jù)觀察某一隨機(jī)過(guò)程的結(jié)

2、果，對(duì)另一與之有關(guān)的隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行估計(jì)的概率理論與方法。濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念，分為濾波分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波兩種。經(jīng)典濾波的概念，是根據(jù)傅立葉分析和變換提出的一個(gè)工程概念。根據(jù)高等數(shù)學(xué)理論，任何一個(gè)滿(mǎn)足一定條件的信號(hào)，都可以被看成是由無(wú)限個(gè)正弦波疊加而成。換句話(huà)說(shuō)，就是工程信號(hào)是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號(hào)的不同頻率的正弦波叫做信號(hào)的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分正常通過(guò)，而阻止另一部分頻率成分通過(guò)的電路，叫做經(jīng)典濾波器或?yàn)V波電路。實(shí)際上，任何一個(gè)電子系統(tǒng)都具有自己的頻帶寬度（對(duì)信號(hào)最高頻率的限制），頻率特性反映出了電子系統(tǒng)的這個(gè)基本特點(diǎn)。而濾波器，則

3、是根據(jù)電路參數(shù)對(duì)電路頻帶寬度的影響而設(shè)計(jì)出來(lái)的工程應(yīng)用電路。用模擬電子電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率特性實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)中頻率成分的選擇。根據(jù)頻率濾波時(shí)，是把信號(hào)看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號(hào)，通過(guò)選擇不同的頻率成分來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波。 1、當(dāng)允許信號(hào)中較高頻率的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做高通濾波器。2、當(dāng)允許信號(hào)中較低頻率的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做低通濾波器。3、當(dāng)只允許信號(hào)中某個(gè)頻率范圍內(nèi)的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做帶通濾波器。理想濾波器的行為特性通常用幅度-頻率特性圖描述，也叫做濾波器電路的幅頻特性。三、穩(wěn)壓原理及相關(guān)資料： 在輸入電壓、負(fù)載、環(huán)

4、境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源，廣為各種電子設(shè)備所采用。直流穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)調(diào)整元件、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路 。在輸入直流電壓和負(fù)載之間串聯(lián)入一個(gè)三極管，用三極管的管壓降代替穩(wěn)壓二極 管電路中的穩(wěn)壓電阻R。當(dāng)UI或RL變化引起輸出電壓UO變化時(shí)，UO的變化將反映到三極管的發(fā)射結(jié)電壓UBE上，引起UCE的變化，從而調(diào)整UO，以保持輸出電壓的基本穩(wěn)定。根據(jù)三極管所起的作用，稱(chēng)為調(diào)整管。由于調(diào)整管與負(fù)載是串聯(lián)關(guān)系，所以圖15-2-1稱(chēng)為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。它主要由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件組成。比較放大可以是單管放大電路、差動(dòng)

5、放大電路、集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件可以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。取樣電路取出輸出電壓UO的一部分和基準(zhǔn)電壓VREF比較。 穩(wěn)壓電源的分類(lèi)方法繁多，按輸出電源的類(lèi)型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類(lèi)型分有簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源，等等。如此繁多的分類(lèi)方式往往讓初學(xué)者摸不著頭腦，不知道從哪里入手。其實(shí)應(yīng)該說(shuō)這些看似繁多的分類(lèi)方法之間有著一定的層次關(guān)系，只要理清了這個(gè)層次自然可以分清楚電源的種類(lèi)了。 圖1為典型的直流穩(wěn)壓器的框圖。交流輸入電壓e1由變壓器Tp變成電壓e2

6、,經(jīng)整流、濾波后向調(diào)整電路（穩(wěn)壓電路）輸送一個(gè)不穩(wěn)定的脈動(dòng)的直流電壓ui。因ui或穩(wěn)壓電路輸出電流 I0的變動(dòng)而引起輸出電壓u0變化時(shí),調(diào)整電路使u0保持原值或者只有極小的變動(dòng)。調(diào)整電路中的調(diào)整管工作在線性放大區(qū)的稱(chēng)為線性電源，工作在非線性區(qū)的則稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源。線性電源分為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路、并聯(lián)穩(wěn)壓電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路和集成化穩(wěn)壓電路。 穩(wěn)壓電路 。圖2為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路,由限流電阻 Rs和穩(wěn)壓二極管 Dz組成。輸出端電壓 u0=uz=ui-Rs*i=ui-(Iz+I0)Rs 。當(dāng)輸入電壓ui或輸出電流I0在一定范圍內(nèi)升高或降低時(shí),具有穩(wěn)壓特性的Dz上的電壓 uz保持不變而使u0也隨之穩(wěn)定，Rs及Dz起調(diào)

7、整電路作用。這種穩(wěn)壓電路的工作范圍受穩(wěn)壓管最大功耗的限制，Iz不能超過(guò)一定數(shù)值。其關(guān)鍵是：在ui、RL及u0均為給定的條件下,Rs值的選取應(yīng)保證在輸入脈動(dòng)電壓為最大值uimax時(shí),穩(wěn)定電流Iz和穩(wěn)壓管允許的功耗不超過(guò)規(guī)定的最大值；在輸入脈動(dòng)電壓為最小值時(shí),又能保證Iz不低于最小的穩(wěn)定電流。 穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性能可用輸出電阻R0和穩(wěn)壓系數(shù)S來(lái)表征。輸出電阻R0是輸出電壓變化值墹u0與輸出電流變化值墹I0比值的負(fù)數(shù)，即R0=墹u0/墹I0。穩(wěn)壓系數(shù)S為輸出電壓的相對(duì)變化量墹u0/u0與輸入電壓相對(duì)變化量墹ui/ui的比值 。R0和S越小,穩(wěn)壓器性能越好。對(duì)于簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路,R0Rz（Rz為穩(wěn)壓二極管

8、動(dòng)態(tài)內(nèi)阻） 。過(guò)穩(wěn)壓后輸出的紋波因數(shù)r0比輸入紋波因數(shù)ri要小,其比值r0/ri也等于S。簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路的S 值一般在0.01左右，性能較差，但線路簡(jiǎn)單，多用于對(duì)穩(wěn)壓要求不高的場(chǎng)合。四、集成運(yùn)放原理及相關(guān)資料：放大器的作用：1、能把輸入訊號(hào)的電壓或功率放大的裝置，由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。原理：高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿(mǎn)足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿(mǎn)意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要

9、組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱(chēng)為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱(chēng)為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸。運(yùn)算放大器（Operational Amplifier,簡(jiǎn)稱(chēng)OP、OPA、OPAMP）是一種直流耦合差模（差動(dòng)模式）輸入、通常為單端輸出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）電壓放大器，因?yàn)閯傞_(kāi)始

10、主要用于加法，乘法等運(yùn)算電路中，因而得名。一個(gè)理想的運(yùn)算放大器必須具備下列特性：無(wú)限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無(wú)限大的開(kāi)回路增益、無(wú)限大的共模排斥比的部分、無(wú)限大的頻寬。最基本的運(yùn)算放大器如圖1-1。一個(gè)運(yùn)算放大器模組一般包括一個(gè)正輸入端(OP_P)、一個(gè)負(fù)輸入端(OP_N)和一個(gè)輸出端(OP_O)。 圖1-1 通常使用運(yùn)算放大器時(shí)，會(huì)將其輸出端與其反相輸入端（inverting input node）連接，形成一負(fù)反饋（negative feedback）組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬(wàn)倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。但是這并不代表運(yùn)算放大器不能連接成

11、正回饋（positive feedback），相反地，在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號(hào)的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運(yùn)算放大器是很常見(jiàn)的組成元件。運(yùn)用“虛短”、“虛斷”這兩個(gè)概念，在分析運(yùn)放線性應(yīng)用電路時(shí)，可以簡(jiǎn)化應(yīng)用電路的分析過(guò)程。運(yùn)算放大器構(gòu)成的運(yùn)算電路均要求輸入與輸出之間滿(mǎn)足一定的函數(shù)關(guān)系，因此均可應(yīng)用這兩條結(jié)論。如果運(yùn)放不在線性區(qū)工作，也就沒(méi)有“虛短”、“虛斷”的特性。如果測(cè)量運(yùn)放兩輸入端的電位，達(dá)到幾毫伏以上，往往該運(yùn)放不在線性區(qū)工作，或者已經(jīng)損壞。 重要指標(biāo)如下：輸入失調(diào)電壓UIO 輸入偏置電流IIB 輸入失調(diào)電流溫漂 IIO/T 最大差模輸入電壓Uidmax 最大共模輸入電壓Uicmax 開(kāi)環(huán)差模

12、電壓放大倍數(shù)Aud 差模輸入電阻Rid 運(yùn)放共模抑制比KCMR開(kāi)環(huán)帶寬BW 轉(zhuǎn)換速率SR (壓擺率) 轉(zhuǎn)換速率SR 單位增益帶寬BWG (fT) 五、數(shù)模轉(zhuǎn)換原理及相關(guān)資料：數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)DAC，它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件。D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個(gè)部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開(kāi)關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)ADC，它是把連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)的器件。數(shù)模轉(zhuǎn)換有兩種轉(zhuǎn)換方式：并行數(shù)模轉(zhuǎn)換和串行數(shù)模轉(zhuǎn)換。串行數(shù)模轉(zhuǎn)換是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成脈沖序列的數(shù)目，一個(gè)脈沖相當(dāng)于數(shù)字量的一個(gè)單位，然后將每個(gè)脈沖變?yōu)閱挝荒?/p>

13、擬量，并將所有的單位模擬量相加，就得到與數(shù)字量成正比的模擬量輸出，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測(cè)等領(lǐng)域，為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由于系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計(jì)算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別、處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電路-模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（

14、簡(jiǎn)稱(chēng)A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter）；將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。 為確保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度，A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度；如果要實(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè)，A/D與D/A轉(zhuǎn)換器還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。 隨著集成技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，它們具有愈來(lái)

15、愈先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。本章將介紹幾種常用A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用。轉(zhuǎn)換原理：數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的，對(duì)于有權(quán)碼，每位代碼都有一定的位權(quán)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須將每1位的代碼按其位權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將這些模擬量相加，即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換。這就是組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想。 兩個(gè)相鄰數(shù)碼轉(zhuǎn)換出的電壓值是不連續(xù)的，兩者的電壓差由最低碼位代表的位權(quán)值決定。它是信息所能分辨的最小量，也就是我們所說(shuō)的用1LSB(Least Significant Bit)表示。對(duì)應(yīng)于最大輸入數(shù)字量的最大電壓輸出值（絕對(duì)值），用F

16、SR(Full Scale Range)表示。D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)碼寄存器、模擬電子開(kāi)關(guān)電路、解碼網(wǎng)絡(luò)、求和電路及基準(zhǔn)電壓幾部分組成。數(shù)字量以串行或并行方式輸入、存儲(chǔ)于數(shù)碼寄存器中，數(shù)字寄存器輸出的各位數(shù)碼，分別控制對(duì)應(yīng)位的模擬電子開(kāi)關(guān)，使數(shù)碼為的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生與其權(quán)值成正比的電流值，再由求和電路將各種權(quán)值相加，即得到數(shù)字量對(duì)應(yīng)的模擬量。數(shù)模轉(zhuǎn)換就是將離散的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為連接變化的模擬量，實(shí)現(xiàn)該功能的電路或器件稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，通常稱(chēng)為D/A轉(zhuǎn)換器或DAC(Digital Analog Converter)。六、單片機(jī)最小系統(tǒng)原理及相關(guān)資料要使單片機(jī)工作起來(lái)，最基本的電路的構(gòu)成為圖2-3-1 A

17、T89S52最小工作系統(tǒng)1、電源電路： AT89S51單片機(jī)的工作電壓范圍：4.0V5.5V， 所以通常給單片機(jī)外接5V直流電源。連接方式為VCC(40腳）：接電源+5V端VSS(20腳）：接電源地端。本設(shè)計(jì)方案采用外接12V直流電源，然后通過(guò)使用7805穩(wěn)壓芯片，輸出5V直流電源，給單片機(jī)及其它電路供電。電源電路如圖2-3-2 電源系統(tǒng)2、時(shí)鐘電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，決定單片機(jī)工作速度。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。AT89S51單片機(jī)時(shí)鐘頻率范圍：0 33MHz。時(shí)鐘電路連接方式為 圖2-3-3 時(shí)鐘電路3、復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起

18、始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。 通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)“重啟”。圖2-3-4 時(shí)鐘電路4、EA/VP(31腳）接+5V如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。7、 音樂(lè)芯片原理及相關(guān)資料：KD9561、 CK9561 、TQ9561、 CW9561 、 CL9561 LX9561 等各種音樂(lè)芯片的資料，大同小異發(fā)什么聲音的,而不是單獨(dú)的觸發(fā)端,所以,達(dá)到你的目的就有點(diǎn)麻煩了.所謂見(jiàn)光發(fā)聲,就是給觸發(fā)端一個(gè)電